Wie KI Zahnärzten helfen kann, schwer zu findende Zahnprobleme zu lösen

​Das Gesundheitswesen befindet sich mitten in einer digitalen Revolution. Patienten sind bereits mit der elektronischen Aufzeichnung und digitalen CT- und MRT-Scans vertraut; einige nutzen Computer Vision und künstliche Intelligenz (KI), um Lungen- und andere Krebsarten zu diagnostizieren.

Während künstliche Intelligenz im Begriff ist, einen neuen, unmittelbareren Einfluss auf unser Leben zu haben, werden die meisten Menschen in der alltäglichen Zahnmedizin wahrscheinlich zum ersten Mal die erstaunlichen Fähigkeiten von Computern erleben – – Sie können sehen und interpretieren routinemäßige zahnärztliche Röntgenberichte genauer als Menschen.

Das West-Hollywood-Startup Pearl unterstützt Zahnbilder mit künstlicher Intelligenz, um die Diagnose zu unterstützen. Es erhielt im März dieses Jahres die FDA-Zulassung und ist eines der ersten Unternehmen, das die Zulassung für zahnmedizinische KI erhielt.

Diese Zulassung ebnet den Weg für den Einsatz in Kliniken in den gesamten Vereinigten Staaten.

„Das ist wirklich eine Premiere in der Zahnmedizin“, sagte Ophir Tanz, Mitbegründer und CEO von Pearl. „Aber wir haben ähnliche behördliche Zulassungen in 50 Ländern auf der ganzen Welt.“

Die Bedeutung künstlicher Intelligenz in der Zahnmedizin

Die Zahnmedizin kann die Fähigkeiten künstlicher Intelligenz sinnvoll nutzen. Jeder, der zum Zahnarzt geht, lässt sich von Zeit zu Zeit röntgen, daher gibt es wahrscheinlich viel mehr Zahnröntgenaufnahmen als bei jeder anderen Art von Krankheit. Diese von menschlichen Experten kommentierten Röntgenbilder werden verwendet, um dem KI-System beizubringen, wie gesunde und ungesunde Zähne aussehen und wie man den Unterschied erkennt.

Second Opinion ist eine KI-Erkennungsplattform von Pearl, einem 2019 gegründeten Dental-Startup, das maschinelles Lernen und KI nutzt, um Zahnärzten dabei zu helfen, Probleme bei gesunden Zähnen zu erkennen. Das Startup sammelte 2019 eine Serie-A-Finanzierung in Höhe von 11 Millionen US-Dollar von Craft Ventures und Crosscut Ventures mit Sitz in Santa Monica.

Um die Zweitmeinung zu entwickeln, hat Pearl über 100 Millionen Zahnröntgenaufnahmen von Zahnkliniken und akademischen Einrichtungen gesammelt. Die KI-Plattform weist auf Unterschiede bei Röntgenaufnahmen hin und dient auch als Instrument zur Patientenkommunikation, sodass Zahnärzte verschiedene Modelle der Zähne eines Patienten zeigen und Problembereiche lokalisieren können.

„Ich denke, dass dies sehr schnell von grundlegender Bedeutung für die Kategorie [Zahnheilkunde] sein wird und somit tatsächlich ein Modell für andere Bereiche der Medizin sein wird – wie man KI in großem Maßstab integrieren und einsetzen kann, um den Versorgungsstandard nachweislich wirklich zu erhöhen.“ „Der ultimative Nutzen und das ultimative Potenzial“, sagte Pearl-Gründer und CEO Ophir Tanz.

Pearls Softwareplattform, die als Cloud-Service verfügbar ist, ermöglicht Zahnärzten die Durchführung von Röntgenuntersuchungen in Echtzeit. Zahnärzte können dann die KI-Ergebnisse überprüfen und sie mit Patienten teilen, um fundierte Gespräche zwischen Zahnärzten und Patienten über Diagnose- und Behandlungspläne zu ermöglichen.

Hinter den Kulissen können von Pearl entwickelte NVIDIA GPU-gestützte Faltungs-Neuronale Netze nicht nur Karies, sondern auch viele andere Zahnprobleme erkennen, wie zum Beispiel rissige Kronen und Wurzelabszesse, die Wurzelkanäle erfordern.

Pearls KI liefert zahnärztliche Ergebnisse. Der FDA-Antrag des Startups zeigt, dass Pearl AI im Durchschnitt 36 % mehr Pathologien und andere Zahnprobleme erkennen kann als ein typischer Zahnarzt. „Das ist wichtig, weil fehlende Pathologien in der Zahnheilkunde sehr häufig und routinemäßig vorkommen“, sagte Tanz.

Zu den Produkten des Unternehmens gehört „Practice Intelligence“, mit dem Zahnarztpraxen künstliche Intelligenz auf Patientendaten anwenden können, um verpasste Diagnose- und Behandlungsmöglichkeiten aufzudecken. Pearl Protect kann bei der Suche nach Zahnversicherungsbetrug, Verschwendung und Missbrauch helfen, während Claims Review eine automatisierte Schadensprüfung ermöglicht.

Der Schlüssel hinter der künstlichen Intelligenz

Die Gründer von Pearl haben über eine Million Bilder für eine Reihe von Erkrankungen gekennzeichnet, die in Zahnarztpraxen häufig vorkommen, um ihre proprietären CNN-Modelle auf NVIDIA V100-Tensoren in der Cloud zu trainieren. Auf Core-GPU ausgeführt, um Probleme zu identifizieren. Zuvor erstellten sie Prototypen auf lokalen NVIDIA-Workstations.

Die Inferenz erfolgt auf Cloud-basierten GPUs und das System von Pearl synchronisiert sich mit den Echtzeit- und historischen Radiologiedaten des Zahnarztes. „Die Dentalbranche befindet sich immer noch im Übergang zur Cloud, und jetzt bringen wir künstliche Intelligenz in die Cloud – wir repräsentieren eine Technologiewelle, die die Zahnmedizin in die Zukunft treiben wird“, sagte Tanz.

Es wird nicht einfach sein, die FDA-Zulassung zu bekommen, sagte er. Es erfordert den Abschluss einer umfangreichen klinischen Studie. Pearl reichte vier Studien ein, die jeweils Tausende von Röntgenaufnahmen und mehr als 80 erfahrene Zahnärzte und Radiologen umfassten.

„Wir sind das einzige Unternehmen auf der Welt, das in Zahnarztpraxen Pathologien diagnostizieren und Krankheiten auf KI-gesteuerte Weise erkennen kann“, sagte er. „Wir drängen auf eine umfassendere Diagnose, es ist eine Diagnosehilfe für Allgemeinmediziner.“

Arzt-Patient-Beziehung fördern

Während der Patient auf dem Stuhl sitzt, überprüft der Zahnarzt das Röntgenbild und weist auf eventuelle Mängel hin Probleme jederzeit. Selbst für erfahrene Zahnärzte kann es eine Herausforderung sein, die Graustufenbilder zu verstehen, die die Grundlage der meisten Behandlungspläne bilden, und für Patienten ist es noch schwieriger, die verschwommenen Abstufungen in Röntgenaufnahmen zu verstehen, die gesunde Zahnstruktur von ungesunder Zahnstruktur unterscheiden.

Aber mit KI-gestützten Bildern können Zahnärzte Problembereiche mit leicht verständlichen Begrenzungsrahmen umreißen. Dies stellt sicher, dass der Behandlungsplan auf einer soliden Grundlage steht, und ermöglicht den Patienten gleichzeitig ein klareres Verständnis darüber, was genau mit ihren Röntgenbildern passiert.

„Man kann sehr visuelle Gespräche führen und dem Patienten eine visuelle Erzählung vermitteln, damit er wirklich beginnt zu verstehen, was in seinem Mund vorgeht“, sagt Dr. Tanz.

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